[물리학실험 레포트 보고서] 빛의 반사 및 굴절 법칙 - 예비

실험 예비 보고서 7-1. 빛의 반사 및 굴절 법칙 1. 이 실험의 목적은 무엇인가 레이져(LASER) 광을 이용하여 빛의 반사 및 굴절 법칙을 이해하고, 림계각을 측정하여 사용한 물질의 굴절률을 구한다. 2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오. 1. 반사의 법칙과 스넬(Snell)의 법칙 그림 1은 빛이 한 매질로부터 다른 매질로 입사하여, 일부는 반사되고 일부는 토과되는 것을 보여주고 있다. 이 때, 두 매질의 경계면에 수직으로 그은 선을 법선(法線, normal)이라 하며, 이 선과 입사광반사광투과광이 이루는 각을 입사각반사각굴절각이라 한다. 이 중, 반사각과 굴절각은 같으며, 이를 반사의 법칙이라 한다. 즉, 또한, 입사각과 굴절각 사이에는 의 관계식이 성립하는데, 이를 스넬의 법칙이라고 한다. 이는 경험적인 법칙이 아니고, 빛의 경로(path)에 관한 깊이 있는 원리로부터 유도될 수 있는 식이다. 2. 굴절률(屈折率, Index of Refraction) 매질 속에서 빛의 파장은 진공에서의 파장보다 짧다. 한편, 진동수는 매질에 관계없이 일정하다. 두 매질에서의 진동수가 다르다면, 그 경계면에서 어떤 비상식적 현상이 일어날지 생각해 보라. 파동의 전파속도는 진동수와 파장의 곱에 의해 주어지므로, 매질 속에서 빛의 속력은 진공에서의 속력보다 작다. 진공에서의 빛의 속도 c를 매질 속에서의 빛의 속도 v로 나눈 것을 그 매질의 굴절률이라 정의하고 기호 n으로 나타낸다. 몇 가지 물질의 굴절률이 표1에 주어졌다. 일반적으로 굴절률은 빛의 파장에 따라 조금씩 차이가 있는데, 표의 값은 λ=589nm의 황색 빛에 대한 것이다. 3. 전반사(全反射, Total Reflection) 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질 쪽으로 입사할 때, 즉 ni`nt일 때, 굴절각이 90°가 되는 입사각이 존재한다. 즉, 가 되는 각 θc가 존재하는데, 이 각도를 임계…
가 되는 …